[发明专利]一种用于测量陀螺仪静平衡的基于单目原理的六自由度位姿测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种静平衡的测量装置，更特别地说，是指一种基于单目原理的、用于测量陀螺仪静平衡六自由度位姿的测量装置。

背景技术

陀螺仪工作原理：基于高速旋转刚体的运动轴所指的方向在不受外力影响时，相对于惯性空间是不会改变的。它能利用高速回转体的动量矩测量壳体相对惯性空间内的绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动的特殊检测装置。由于其检测结果不依赖于外界参考信号，陀螺仪在航空、航天、航海以及陆地自主导航上存在着广泛和难以替代的作用。

陀螺仪的质量不平衡会使其输出信号产生很大的零位误差(零漂)，而零位误差是影响惯性系统性能的最重要因素之一。因此，在陀螺仪的生产过程中，必须对其进行静平衡测试。传统的静平衡测试都是人工基于肉眼或者经纬仪实施，精度很难得到保证，生产效率也十分低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于测量陀螺仪静平衡的基于单目原理的六自由度位姿测量装置，该静平衡测量装置通过在三个方向对陀螺仪转子进行图像跟踪和识别，从而实现对陀螺仪转子的非接触式、高精度、高速实时测量。

本发明的一种用于测量陀螺仪静平衡的基于单目原理的六自由度位姿测量装置，该测量装置包括有用于采集被测试样(40)的X轴方向上图像信息的X轴图像采集组件(10)、用于采集被测试样(40)的Y轴方向上图像信息的Y轴图像采集组件(20)、用于采集被测试样(40)的Z轴方向上图像信息的Z轴图像采集组件(30)、以及支撑架(1)和背景板；其中，X轴图像采集组件(10)、Y轴图像采集组件(20)和Z轴图像采集组件(30)的结构相同；

支撑架(1)为一框形结构，支撑架(1)的第一板面(1A)的外侧上安装有第一丝杠架(11)；支撑架(1)的第二板面(1B)的外侧上安装有第三丝杠架(13)；支撑架(1)的第三板面(1C)的内侧上安装有第一背景板(2)；支撑架(1)的第四板面(1D)的内侧上安装有第三背景板(3)；支撑架(1)的底板面(1E)上安装有第三背景板(4)；支撑架(1)的上顶上安装有第五丝杠架(15)；

X轴图像采集组件(10)包括有第一丝杠架(11)、第一丝杠(11B)、第一电机(11A)、第二丝杠架(12)、第二丝杠(12B)、第二电机(12A)、第一滑块(21)、第二滑块(22)和第一摄像头(17)；所述第一摄像头(17)用于采集被测试件(40)的正视图；

第一丝杠(11B)的一端安装在第一丝杠架(11)的A侧板(11C)的A滚珠轴承(11E)内，该A滚珠轴承(11E)安装在A侧板(11C)的A通孔(11F)内；第一丝杠(11B)的另一端通过联轴器与第一电机(11A)的输出轴连接；第一电机(11A)安装在第一丝杠架(11)的B侧板(11D)上；

第二丝杠(12B)的一端安装在第二丝杠架(12)的A侧板(12C)的B滚珠轴承(12E)内，该B滚珠轴承(12E)安装在A侧板(12C)的B通孔(12F)内，第二丝杠(12B)的另一端通过联轴器与第二电机(12A)的输出轴连接；第二电机(12A)安装在第二丝杠架(12)的B侧板(12D)上；

第一滑块(21)安装在第二丝杠架(12)的背部，且第一滑块(21)上的中心丝杠孔用于第一丝杠(11B)穿过；第二滑块(22)上安装有第一摄像头(17)，且第二滑块(22)上的中心丝杠孔用于第二丝杠(12B)穿过；

Y轴图像采集组件(20)包括有第三丝杠架(13)、第三丝杠(13B)、第三电机(13A)、第四丝杠架(14)、第四丝杠(14B)、第四电机(14A)、第三滑块(23)、第四滑块(24)和第三摄像头(18)；所述第三摄像头(18)用于采集被测试件(40)的侧视图；

第三丝杠(13B)的一端安装在第三丝杠架(13)的A侧板(13C)的C滚珠轴承(13E)内，该C滚珠轴承(13E)安装在A侧板(13C)的C通孔(13F)内，第三丝杠(13B)的另一端通过联轴器与第三电机(13A)的输出轴连接；第三电机(13A)安装在第三丝杠架(13)的B侧板(13D)上；

第四丝杠(14B)的一端安装在第四丝杠架(14)的A侧板(14C)的D滚珠轴承(14E)内，该D滚珠轴承(14E)安装在A侧板(14C)的D通孔(14F)内，第四丝杠(14B)的另一端通过联轴器与第四电机(14A)的输出轴连接；第四电机(14A)安装在第四丝杠架(14)的B侧板(14D)上；